1. Three-dimensional bioprinted glioblastoma microenvironments model cellular dependencies and immune interactions
三维生物打印的胶质母细胞瘤微环境模型中的细胞依赖性和免疫相互作用

这篇文章的主要目的是通过快速3D生物打印技术构建一个多因素的胶质母细胞瘤微环境模型，以研究细胞依赖性和免疫相互作用。以下是模型构建的详细介绍：

背景
胶质母细胞瘤（GBM）是最具侵袭性且致命的脑肿瘤之一，肿瘤的微环境对于其生长、侵袭和治疗反应至关重要。研究表明，肿瘤中的巨噬细胞和小胶质细胞在胶质母细胞瘤的进展中起到重要作用。然而，传统的2D细胞培养或动物模型难以精确再现肿瘤微环境中的复杂相互作用。

3D生物打印技术的应用
本文采用数字光处理（DLP）的3D生物打印技术，构建了一个包含多种细胞类型的胶质母细胞瘤模型。这个模型由患者来源的胶质母细胞瘤干细胞（GSCs）、星形胶质细胞、神经前体细胞（NPCs）和巨噬细胞共同组成。研究者通过将这些细胞嵌入富含透明质酸（HA）的水凝胶中，创建了一个高度仿生的肿瘤微环境。

打印过程

• DLP系统：该系统的核心组件是一个数字微镜设备（DMD），它通过控制UV光投射到预聚合的细胞-材料混合物上，实现逐层打印。打印出的模型包含一个肿瘤核心区，由高密度的GSCs和巨噬细胞组成；外围区域由较低密度的星形胶质细胞和NPCs组成，模拟健康脑组织。

• 水凝胶基质：使用的基质材料为甲基丙烯酸化明胶（GelMA）和甲基丙烯酸化透明质酸（GMHA），这些材料的机械性能被设计为与胶质母细胞瘤组织相匹配。GSCs主要被嵌入4% GelMA和0.25% GMHA的混合物中，形成与真实肿瘤相似的基质。

细胞封装与模型结构

• 在这个3D打印模型中，胶质母细胞瘤干细胞（GSCs）与星形胶质细胞和神经前体细胞相互作用，模拟了肿瘤细胞与正常脑组织之间的细胞通讯。模型还加入了巨噬细胞，重点研究了其在肿瘤进展中的作用。

• 通过将不同的细胞按预设位置排列，该模型成功实现了肿瘤核心和外围健康组织的分离，能够更精确地研究不同细胞类型之间的相互作用。

模型的生物学验证

• 研究通过转录组分析，发现3D打印的肿瘤模型能够更好地再现患者胶质母细胞瘤组织的基因表达谱。与传统的球状培养相比，3D模型中GSCs表现出更强的侵袭能力和抗药性。

• 此外，加入巨噬细胞后，模型中的GSCs显示出更显著的低氧反应和基质重塑，这些特征与患者体内的肿瘤表现一致。

模型的应用前景
该模型展示了其在研究肿瘤-免疫相互作用、药物筛选以及肿瘤进展机制中的广泛应用潜力。特别是它能够用于分析巨噬细胞在肿瘤中的作用、细胞-细胞通讯，以及肿瘤细胞对药物的反应，为未来的个性化治疗提供了重要工具。

总结
这篇文章通过DLP 3D生物打印技术，成功构建了一个复杂的胶质母细胞瘤微环境模型，该模型能够准确再现肿瘤微环境中的多种细胞相互作用。这一模型不仅提供了研究肿瘤细胞依赖性和免疫相互作用的新平台，还为未来的癌症药物筛选和治疗提供了新的可能性。

2. Rapid 3D Bioprinting of Glioblastoma Model Mimicking Native Biophysical Heterogeneity
快速3D生物打印胶质母细胞瘤模型，模拟天然生物物理异质性
 

文章通过快速3D生物打印技术构建胶质母细胞瘤（GBM）的生物物理模式，用于研究肿瘤的发生和血管生成。以下是模型构建的主要内容：

模型背景
胶质母细胞瘤是最具侵袭性的大脑肿瘤之一，具有高度异质性，尤其是在细胞成分和细胞外基质（ECM）方面。现有的2D模型无法准确模拟这种复杂的微环境，因此该研究通过3D生物打印技术构建了一个生理相关的三维模型，用于研究不同生物物理条件下的细胞行为。

模型构建过程

• DLP 3D生物打印技术：利用数字光处理技术（DLP），研究人员能够快速打印出具有不同硬度和微结构的胶质母细胞瘤微环境模型。模型中包含三个主要区域：肿瘤细胞区域、无细胞的ECM区域，以及模拟脑毛细血管的内皮细胞区域。

• 生物物理图案化：模型通过控制水凝胶的硬度和微环境中的其他物理条件，生成不同的硬度模式，分别代表健康脑组织和病变组织的物理特性。硬的基质促使细胞表现出更具侵袭性的间充质表型，而软基质则促进经典表型和细胞增殖。

细胞与基质的相互作用
该模型使用了患者来源的胶质母细胞瘤细胞与人内皮细胞共同打印，结合透明质酸衍生物，形成具有生物化学相关性的肿瘤微环境。该模型不仅展示了肿瘤细胞对不同基质硬度的响应，还模拟了肿瘤细胞的血管生成潜力，为研究肿瘤异质性和耐药性提供了新平台。

模型应用
研究表明，该模型可用于模拟不同亚型的胶质母细胞瘤，特别是用于探讨肿瘤生长、侵袭行为和血管生成。此外，该模型能够通过不同区域的硬度差异，研究肿瘤细胞对化疗药物（如替莫唑胺）的反应和抗药性。

总结
这篇文章展示了一个生物物理图案化的胶质母细胞瘤3D模型，通过快速3D生物打印技术，再现了肿瘤的异质性和侵袭性。该模型为研究肿瘤生物学和开发新的治疗方法提供了有效的平台，尤其是在研究肿瘤发生、血管生成和耐药性方面。

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